Номер 8, страница 131 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 27. Сплавы. Глава 2. Общие свойства металлов - номер 8, страница 131.

Условие.

8. При сгорании 5,4 г металла, расположенного в III группе Периодической системы, образовалось 10,2 г оксида. Какой металл участвовал в реакции?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{металла}) = 5,4 \text{ г}$

$m(\text{оксида}) = 10,2 \text{ г}$

Металл расположен в III группе Периодической системы.

$m(\text{металла}) = 5,4 \text{ г} = 5,4 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

$m(\text{оксида}) = 10,2 \text{ г} = 10,2 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

Найти:

Какой металл участвовал в реакции?

Решение:

1. Обозначим неизвестный металл символом $Me$. Так как металл находится в III группе Периодической системы, его валентность в соединениях, как правило, равна III, а степень окисления +3. Кислород в оксидах имеет степень окисления -2. Следовательно, формула оксида данного металла — $Me_2O_3$.

2. Запишем уравнение реакции горения металла в общем виде:

$4Me + 3O_2 \rightarrow 2Me_2O_3$

3. Согласно закону сохранения массы, масса оксида равна сумме масс прореагировавшего металла и кислорода. Найдем массу кислорода ($m(O)$), вступившего в реакцию:

$m(O) = m(Me_2O_3) - m(Me)$

$m(O) = 10,2 \text{ г} - 5,4 \text{ г} = 4,8 \text{ г}$

4. Зная массу кислорода, найдем его количество вещества ($n(O)$). Молярная масса атомарного кислорода $M(O)$ составляет 16 г/моль.

$n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{4,8 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 0,3 \text{ моль}$

5. Из химической формулы оксида $Me_2O_3$ видно, что на 2 моль атомов металла приходится 3 моль атомов кислорода. Таким образом, мы можем установить соотношение количеств веществ:

$\frac{n(Me)}{n(O)} = \frac{2}{3}$

Выразим и вычислим количество вещества металла:

$n(Me) = \frac{2}{3} \cdot n(O) = \frac{2}{3} \cdot 0,3 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

6. Теперь, имея массу металла и его количество вещества, мы можем рассчитать его молярную массу $M(Me)$:

$M(Me) = \frac{m(Me)}{n(Me)} = \frac{5,4 \text{ г}}{0,2 \text{ моль}} = 27 \text{ г/моль}$

7. Молярная масса численно равна относительной атомной массе элемента. Найдем в Периодической системе элемент III группы с относительной атомной массой, близкой к 27. Этим элементом является алюминий (Al), его относительная атомная масса равна 26,98.

Ответ: в реакции участвовал алюминий (Al).